Shkarkim i pjesshëm në transformatorët e zhytur në vaj: Natyra dhe shkaqet e zakonshme të niveleve të tepërta të PD-së

01 Hyrje

Shkarkim i pjesshëm (PD) në ujë të zhytur në vaj Transformatorë të energjisë mbetet një sfidë e njohur globalisht në industrinë e transformatorëve. Prodhues të shumtë kanë pësuar humbje të konsiderueshme për shkak të defekteve që lidhen me PD-në.

Tejkalimet e PD-së mund të ndodhin gjatë testimeve në fabrikë, inspektimeve nga palë të treta ose në vendet e klientëve. Gjetja e burimeve të PD-së është shpesh si "gjetja e një gjilpëre në kashtë", duke çuar në ripërpunime që zgjasin ditë ose edhe muaj, duke shkaktuar humbje të konsiderueshme të cilësisë për prodhuesit ose përdoruesit fundorë.

Prandaj, diagnostikimi shkencor dhe identifikimi i shpejtë i shkaqeve të PD-së së tepërt është kritik.

02 Përkufizimi dhe Natyra

Edhe pse nuk ekziston një përkufizim zyrtar, autori e përcakton PD-në si:
[Shkarkim që ndodh në pozicione të lokalizuara brenda një transformatori që ende nuk ka shkaktuar prishje të menjëhershme të izolimit ose ndërprerje të shpejtë të energjisë.]

Skenarët e PD-së ndryshojnë shumë, por kanë një thelb të përbashkët:
[Defektet strukturore, materiale ose të prodhimit në sistemin e izolimit shkaktojnë shtrembërim të lokalizuar të fushës elektrike që tejkalon forcën dielektrike në atë pikë, duke rezultuar në prishje të përsëritura, jo-depërtuese dhe në shkallë mikro.]

Shkurt, natyra e PD qëndron në përqendrimin e lokalizuar të fushës elektrike që tejkalon intensitetin e fushës fillestare të PD.

03 Shkaqet Kryesore

Bazuar në mekanizmat PD, çdo faktor që shkakton fusha elektrike të lokalizuara të tepërta mund të shkaktojë tejkalime të PD.

3.1 Vendndodhjet e PD-së
PD mund të ketë origjinën nga:

Bushings

 

Ndërruesit e rubinetave OLTC/DETC

 

Kontaktet

 

Mbështjella

 

Komponentët e tokëzimit

 

Sipërfaqet e izolimit/defektet e brendshme

 

Vaj transformatori

Vendet më të prekshme:Boshllëqe ajri në izolimin e ngurtë ose flluska gazi në vaj.
Arsyeja:Nën stresin e tensionit, intensiteti i fushës elektrike është në përpjesëtim të zhdrejtë me konstanten dielektrike (ε).

Izolimi i letrës ε ≈ 4.4

 

Boshllëqet e ajrit ε ≈ 2.0
→ Boshllëqet e ajrit përjetojnë një intensitet fushe ≈2.2× më të lartë.
Me rezistencë të ulët ndaj prishjes (AC ≈2kV/mm), boshllëqet/flluskat bëhen pika të dobëta për fillimin e PD-së.

3.2 Llojet e PD-së
Llojet e zakonshme të PD-së në Transformator i zhytur në vajs:

Shkarkimi i flluskave të gazit

 

Shkarkim i shkaktuar nga lagështia(izolim nga lagështia)

 

Shkarkim i mprehtë i elektrodës(maja të elektrodës së tensionit të lartë/tokëzimit)

 

Shkarkim potencial lundrues

 

Shkarkimi i boshllëkut të vajit në formë pyke

 

Shkarkim nga grimcat metalike/ndotës

 

Defekte ngjitëse(ngjitës i tepërt/me cilësi të dobët në pllakat shtrënguese/unazat fundore)

Vështrim kyç:

Tejkalimet e PD rrallë lidhen me projektimin (probabilitet ≈0.5%).
Mbi 95% rrjedhin nga defekte në material, proces ose prodhim.

Arsyetimi:Kur mbitensionet (LI, LIC, SI, LTAC) konvertohen në tension të përballimit të frekuencës së fuqisë ekuivalente 1-minutëshe (Konvertimi DIL), të gjitha tejkalojnë tensionin e provës PD (IVPD). Izolimi kryesor/gjatësor është projektuar për skenarin më të lartë të mbitensionit.

Jo.	Lloji PD	Vendndodhja	Mekanizëm	Raste të Zakonshme
1	Shkarkim i mprehtë i elektrodës	Pjesë shtrënguese, rezervuar, bosht ngritës, terminale të plumbit për prerje	Rreze e vogël lakimi → dendësi e lartë e ngarkesës → përqendrim ekstrem i fushës	Bulona të pambrojtura pranë elektrodave HV; skaje të mprehta në mbrojtjen magnetike
2	Flluskë gazi/shkarkim boshllëku	Flluska në vaj / boshllëqe në izolimin e ngurtë	Konstante dielektrike e ulët (ε≈1) → stres i lartë në fushë + rezistencë e ulët në prishje (2kV/mm)	Vakum jo i plotë; mbushje e shpejtë me vaj; ngjitës i tepërt/i dobët në unazat fundore/sferat ekuilibruese
3	Shkarkim i shkaktuar nga lagështia	Mbështjella, izolimi i bërthamës, përçuesit	Lagështia zvogëlon forcën dielektrike me 60-70%	Tharje joadekuate e bërthamës; ekspozim i tepërt ndaj ajrit të ambientit gjatë montimit
4	Shkarkim Potencial Lundrues	Pllakë shtypi, mbështetëse plumbi, shunta magnetike	Akumulimi i ngarkesës → impuls i papritur shkarkimi	Mbrojtje magnetike e pabazuar; unaza elektrostatike të lidhura dobët
5	Shkarkimi i ndotësve	Ujë/fibra/grimca metalike në vaj	Shtrembërimi i fushës + uji rrit stresin e fushës 2.9×	Filtrim joadekuat i vajit; bërthamë e kontaminuar; hyrje lagështie

04 Perspektivë

Të kuptuarit e llojeve të zakonshme të PD-së, mekanizmave, vendndodhjeve dhe studimeve të rasteve është thelbësore për zgjidhjen e problemeve të synuara.

E kombinuar me parimet e lidhjes së transformatorit, projektimin strukturor, karakteristikat e formës së valës PD, lokalizimin e polaritetit dhe testet diagnostikuese, kjo njohuri mundëson identifikimin e shpejtë të shkakut rrënjësor dhe minimizon humbjet e cilësisë.